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《四川大学》 2002年
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高分子表面活性剂在气/液界面上的物理化学性质研究

朱谱新  
【摘要】: 高分子表面活性剂在气/液界面的静态和动态行为是软物质及软界面研究的热点之一,对于理解准二维空间的高分子凝聚态的物理现象和规律具有重要意义。本文对高分子表面活性剂自溶液向表面吸附的动力学、吸附态构象、以及表面铺展高分子膜脱附的动力学进行了系统的研究。 以全氟癸酰基聚氧乙烯同系物、全氟辛酰取代聚乙烯醇、聚(丙烯酸/丙烯酸丁酯)、脂肪醇或脂肪酸取代聚氧乙烯为高分子表面活性剂模型物,采用滴重(体积)法和吊环法测定溶液的表面张力或表面膜的表面压,运用Word-Tordai表面吸附速度方程得到动态表面压与吸附时间t~(-1/2)的线性关系,求出表面吸附的扩散系数;运用Gibbs吸附等温式得到溶液吸附的表面浓度,结合吸附熵的理论分析推测分子的表面构象;运用对表面铺展膜Π-t曲线外推法和吸附等温式得到铺展膜的分子表面浓度与时间关系,求出表面脱附的扩散系数及脱附的表面压能垒。 研究表明,表面吸附扩散系数为10~(-8)~10~(-5)数量级,最大影响因素是样品水溶液浓度,有一个“混合动力学过程”;表面膜分子脱附的扩散系数为10~(-5)~10~(-4)数量级,表面初始浓度较高时扩散系数较大,表面压能垒为10~(-20)(J/分子)数量级,与表面压有关;梳型高分子在气/液界面的构象主要为一个疏水基吸附点,两条尾型链;而嵌段共聚物的构象主要是多个疏水侧基并排吸附在表面,形成两条尾型链。
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